Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, zumindest aufweisend meh rere Reihen von Mediumleitkanälen zum Durchleiten eines Mediumstroms entlang ihrer inneren, einander zugewandten Begrenzungswände und meh rere Reihen von Fluidkanälen zum Durchleiten von zu temperierendem Fluid, die zumindest teilweise paarweise einander gegenüberliegend zwi schen sich mindestens eine Reihe von Mediumleitkanälen aufnehmen, die zumindest mit einer ihrer freien, rechtwinkligen Stirnseiten beschichtungs frei einen Mediumeintritt bilden, die aus einem leistenförmigen Strömungs profilteil gebildet ist, das an der freien Stirnseite eines zuordenbaren Fluid- kanals und diesen nach außen zur Umgebung hin abschließend sowie über diesen vorstehend angeordnet ist, und die ein Leitteil sowie ein mit dem Leitteil einstückig verbundenes Einsteckteil aufweist, das in den jeweils zu ordenbaren Fluidkanal eingesteckt ist.

Wärmetauscher, die regelmäßig als Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher arbei- ten, sind Stand der Technik, s. beispielsweise DE 10 2010 046 91 3 A1 . Um die für die jeweiligen Einsatzzwecke erforderlichen Kühlleistungen zu errei chen, werden Luft-Flüssigkeits-Kühler üblicherweise als aktive Kühler mit Kühlgebläsen betrieben, die in den Luftleitkanälen die für den effektiven Wärmeaustausch erforderliche Luftströmung erzeugen. Um die effektive Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern, weisen die Wärmetauscher dieser Art in den Luftleitkanälen Kühllamellen auf, bevorzugt in Form mäandern der Finnen aus dünnem Aluminiumblech. Wenn Wärmetauscher dieser Art bei staubhaltiger Luft betrieben werden, lagern sich Partikel auf den dem Luftstrom zugewandten Flächen an. Die fortschreitende Anlagerung der Par tikel führt zu einer Verblockung des Luftpfades und zu einem erhöhten Druckabfall, der vom Gebläse nicht mehr kompensierbar ist, so dass die die Luftleitkanäle durchströmende Luftmenge und in Folge die Wärmeübertra gung drastisch absinken.

Durch DE 31 40 408 A1 ist ferner ein Wärmetauscher, insbesondere für den Einsatz bei einer Brennkraftmaschine bekannt, der in Flachrohr-, Lamel len- oder Plattenbauweise ausgeführt ist und von Luft als Kühlmedium durchströmt wird, wobei vor der Kühllufteintrittsseite des Wärmetauschers eine Auswechselattrappe mit der gleichen Gitterstruktur angeordnet ist, wie sie der Wärmetauscher aufweist. Die zugehörigen Mediumleitkanäle sind stirnseitig von Einsteckteilen verschlossen, die bündig mit den rechtwinklig angeordneten Stirnseiten eines jeden Mediumleitkanals abschließen und die Auswechselattrape mit ihren einzelnen Strömungsprofilteilen ist vor die Einsteckteile gestellt und ragen mit ihren parabelartig geformten Leitteilen zwecks Luftführung in den freien Öffnungsquerschnitt des jeweils zu einem Mediumleitkanal benachbart angeordneten, luftführenden Fluidkanals hin ein.

Durch DE 31 09 955 A1 ist ein gattungsgemäßer Wärmeaustauscher in Plat tenbauweise bekannt mit zwischen den Platten zick-zack-förmig und an je weils zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Platten wechselweise angeordneten stabförmigen und mit den Platten mit Ausnahme von den vor stehenden Teilen bündigen Zwischenlagen. Die Platten begrenzen Strö mungskanäle für die kreuzweise Führung von Wärmeaustauschermedien, von denen eines gasförmig, wie Luft, ist. Zur Verminderung des Ansetzens von Schmutz auf der vom gasförmigen Wärmeaustauschermedium beauf schlagten Anströmseite des Wärmeaustauschers ist diese Seite mit einer eine gleichmäßig glatte Oberfläche aufweisenden Kunststoffschicht als Be schichtung versehen, die auf dem der Anströmseite unmittelbar folgenden Teil der Oberfläche mit einer eine Strömungsablösung entgegenstehenden Neigung ausläuft. Die dahingehende Kunststoffbeschichtung gleicht die während der Herstellung der Teile des Wärmeaustauschers entstandenen Rauigkeiten aus.

Durch DE 39 26 283 A1 ist ein weiterer gattungsgemäßer Rekuperativ- Hohlkammerplatten-Wärmetauscher mit aerodynamischen An- und Ab- strömflächen bekannt, die Teil von Strömungsprofilen sind, die als

Trennstege stirnseitig in benachbarte Hohlkammerplatten des bekannten Wärmetauschers eingesetzt sind. Durch die Verwendung von Hohlkammer platten bei der bekannten Lösung werden bisherige Formen der einzelnen miteinander verkanteten Blechplatten, welche mehr oder minder dauerhaft vibrieren können, ersetzt. Durch die angesprochenen Strömungsprofilteile, die mit ihren Leitteilen aus den Hohl kammerplatten hervorstehen und an sonsten mit ihren mit den Leitteilen einstückig verbunden Einsteckteilen in die Hohlkammerplatten dauerhaft eingesetzt sind, wird darüber hinaus eine dauerhafte Kalibrierung erreicht, wobei die Anströmflächen für die Strö mungsprofilteile strömungstechnisch derart ausgebildet sind, dass der Druckverlust des Mediums beim Eintritt und beim Verlassen des Wärmetau schers nur gering ist.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen, der sich demge genüber durch ein günstigeres Betriebsverhalten auszeichnet.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ist diese Aufgabe bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass am Übergang zwischen Leitteil und Einsteckteil zwei einander gegen überliegende Stufen gebildet sind, mit denen das Strömungsprofilteil auf den benachbarten Stirnseiten eines Fluidkanals abstandsfrei aufsitzt und dass das Strömungsprofilteil an keiner Stelle in einen freien Öffnungsquer schnitt hineinragt, der durch die fiktive Verlängerung der inneren, einander zugewandten Begrenzungswände eines Mediumleitkanals sowie durch den Mediumeintritt definiert ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die freie Anströmung des ggfs, mit Verschmutzungen beladenen Mediumstroms, wie staubbeladener Luft, durch die Strömungsprofilteile nicht behindert ist, da deren das Medium führenden Leitteile den propagierten Anströmraum voll ständig freilassen, der durch die fiktive Kanalverlängerung des jeweiligen Mediumleitkanals vorgegeben ist. Insbesondere sind derart auch Turbulen zen, die den Medium (Luft-) eintritt behindern könnten vermieden und eine verbesserte Schmutzabweisung und -ansammlung durch die Leitteile bzw. an den Leitteilen mit ihren Leitflächen erreicht. Insoweit kommt die erfin dungsgemäße Lösung im Rahmen der Strömungsführung auch gänzlich ohne Beschichtung aus, was die Kosten senken hilft, unnötige Vibrationen im Betrieb vermeidet und die freie Strömungsführung nicht beeinträchtigt.

Aufgrund der einstückigen Ausgestaltung der Strömungsprofilteile mit ihren Einsteck- und Leitteilen lassen sich diese kostengünstig in einem Strangguß oder Strangpressverfahren hersteilen und es kommt zu einer entsprechen den Aussteifung der Fluidkanäle, insbesondere an deren freien Stirnseiten, was auch die Gesamtstabilität des Wärmetauschers erhöht. Hierzu trägt auch mit bei, dass am Übergang zwischen dem Leitteil und dem Einsteck teil eines Strömungsprofilteiles zwei einander gegenüberliegende Stufen ge bildet sind mit entsprechender Durchmesserverbreiterung zum Leitteil hin, wobei über die Stufen das Ström ungsprofilteil auf den benachbarten Stirn seiten eines Fluidkanals abstandsfrei und somit in abdichtender Weise auf sitzt. Insoweit sind Abdichtungsprobleme in diesem Bereich mit Sicherheit vermieden und das Strömungsprofilteil kann sich entgegen der Strömungs richtung des Mediums (Luft) an den Stirnseiten der Bezugswände des jewei ligen Fluidkanals vollflächig abstützen. Mit der erfindungsgemäßen Abweisereinrichtung lassen sich die in dem Medium, wie bspw. Luft, mitgeführten Verschmutzungspartikel von den Fluidkanälen weg in Richtung der Mediumleitkanäle führen. Die insoweit von der Abweisereinrichtung bewirkte, die Mediumströmung beeinflus sende Leitfunktion begünstigt den Abtransport der Verschmutzungspartikel über die Mediumleitkanäle. Im Vergleich zu ansonsten bekannten, von Ab weisereinrichtungen freien und dadurch ebenflächigen, dem Mediumstrom zugewandten Anströmflächen behindert dies die Anlagerung der Ver schmutzungspartikel, so dass bei verringerter Gefahr der Verblockung eine erhöhte Betriebssicherheit bei staubbelastetem Medium, wie Luft, erreicht ist. Sofern von Partikeln als Verschmutzungsteile die Rede ist, schließt dies Fasern jedweder Art mit ein, auch in Form von Pflanzenfasern und derglei chen wie sie bei Häckselgut mit auftreten und bei landwirtschaftlichen An wendungen des Wärmetauschers bei zugehörigen Arbeitsmaschinen ohne Weiteres auftreten können.

Die Fluidkanäle können ferner zu kühlende oder zu temperierende Flüssig keiten aufweisen, wie Wasser-Glykol-Gemische, Schmier- und Treibstoffe einschließlich Trafoöle sowie HFC-Flüssigkeiten etc. Grundsätzlich besteht im Rahmen der Temperierung aber auch die Möglichkeit solche Flüssigkei ten in den Fluidkanälen mittels gasförmiger, flüssiger oder pastöser Medien in den Mediumleitkanälen zu erwärmen. Auch können in den Mediumleit kanälen geführte heiße Gase, wie heiße Prozessgase, über Kühlfluide in den Fluidkanälen gekühlt werden. Die einander zugeordneten Mediumleit- und Fluidkanäle können Gas/Gas; Gas/Flüssig; Flüssig/Gas; sowie Flüssig/Flüssig voneinander trennen und einen Temperaturaustausch in Richtung einer An gleichung zwischen Medium und Fluid ermöglichen. Das jeweils genannte Medium kann auch aus Gasmischungen und Mischungen mit Flüssigkeiten bestehen. Auch können Flüssigkeiten gasförmige Bestandteile aufweisen. Ferner ist der Einsatz von pastösen Medien im Rahmen der Wärme tauschanordnung möglich. Die Abweisereinrichtung ist aus mindestens einem Ström ungsprofilteil ge bildet, das an der freien Stirnseite des zuordenbaren Fluidkanals und diesen nach außen zur Umgebung hin abschließend sowie über diesen vorstehend angeordnet ist. Mit Vorteil kann hierbei das jeweilige Strömungsprofilteil für den zugehörigen Fluidkanal ein dessen stirnseitiges Ende abdichtendes Ab schlussteil, vorzugsweise in Form des Einsatz- oder Einsteckteils, bilden.

Das jeweilige Strömungsprofilteil kann mit Vorteil mindestens eine Leitflä che aufweisen, die den Mediumstrom in Richtung des Mediumeintritts zu zumindest einem benachbart angeordneten Mediumleitkanal führt.

Die Anordnung kann dabei mit Vorteil so getroffen sein, dass die Leitfläche des jeweiligen Strömungsprofilteils abschnittsweise eben, gekrümmt oder gestuft verlaufend ausgebildet ist. Die Geometrie kann mit Vorteil den Ge gebenheiten beim jeweiligen Einsatzzweck des Wärmetauschers angepasst sein, beispielsweise an die Beschaffenheit der den Mediumstrom belasten den Schmutzpartikel, der Abmessung der Kanäle und dergleichen.

Mit besonderem Vorteil können zwei Leitflächen eines Strömungsprofilteils auf der dem zuordenbaren Fluidkanal abgewandten Seite aufeinander zu verlaufend ausgebildet sein. Die dadurch verringerte Querschnittsfläche im vorderen, dem Mediumstrom zugewandten Staubereich der Strömungspro filteile führt zu einem geringen Strömungswiderstand der Abweisereinrich tung.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind zwei Leitflächen ei nes Strömungsprofilteils in einem spitz aufeinander zulaufenden Winkel ausgebildet. Dadurch ist eine besonders effektive Abströmung der Schmutz partikel bei durch die spitze Form besonders geringem erzeugtem Strö mungswiderstand erreichbar. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen münden die Fluidkanäle jeweils beidseitig in einen Sammelraum aus, wobei die Mediumleitkanäle von La mellen begrenzt sind, die sich in Reihenanordnung zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Fluidkanälen erstrecken. Die Strö mungsleitkörper erstrecken sich hierbei in Form von Leisten durchgehend von Sammelraum zu Sammelraum. Dabei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass zumindest beim Betrieb die Fluidkanäle sich horizon tal zwischen den Sammelräumen erstrecken und dass die Lamellen, insbe sondere in zick-zack-förmiger Anordnung, die Mediumleitkanäle begren zen. Die hierbei vertikal verlaufenden Sammelräume können als Hohlkäs ten die Holme des Ständers eines rechteckförmigen Baukörpers bilden, bei dem die Anströmfläche zwischen den Sammelräumen aufgespannt ist. Je doch braucht der derart gebildete Hohlkasten nicht zwingend einen quadra tischen Querschnitt aufweisen. Die Abweisereinrichtung kann integraler Be standteil des Wärmetauschers sein; es besteht aber auch die Möglichkeit die Abweisereinrichtung als eigenständiges Anbauteil konzipiert im Sinne eines Vorbaurahmens dem Mediumeintritt des Wärmetauschers voranzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Abweisereinrichtung, die für einen Wärmetauscher nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist und die die Merkmale des Patentanspruchs 8 aufweist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Blickrichtung auf die Medium-Anströmseite;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels; Fig. 3 eine perspektivische Schrägansicht eines gesondert dargestellten einzelnen Strömungsleitprofilteils des Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 einen stark schematisch vereinfachten Teilausschnitt des Luft-Ein trittsbereichs des Ausführungsbeispiels, wobei mit symbolhaft angedeuteten Verschmutzungspartikeln der durch die Strö mungsprofilteile beeinflusste Verlauf der Mediumströmung kenntlich gemacht ist; und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung eines Strömungsprofil teils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Wärmetauschers.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des Wärmetau schers weist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eine dem Mediumstrom, wie einem Luftstrom, ausgesetzte Stirnseite 2 mit rechteckförmigem Umriss auf. Beid seits schließen sich an die Stirnseite 2 eine Tragstruktur bildende Haupt- holme 4 an, die jeder die Form eines stegartigen Hohlkastens mit quadrati schem oder sonstigem Querschnitt besitzen und jeweils einen Sammelraum für ein in diesem Fall wärmetragendes, flüssiges Fluid bilden. Bei diesem kann es sich um eine Kühlflüssigkeit handeln, wie ein Wasser- Glykol-Ge misch, oder um ein zu kühlendes Fluid, beispielsweise Hydrauliköl. Am oberen und unteren Ende sind die Holme 4 mittels Tragleisten 6 miteinan der verbunden, von denen zwei vordere Leisten 6 in der Ebene der Stirn seite 2 und zwei hintere Leisten 6 in der Ebene der Rückseite 8 des Wärme tauschers verlaufen. Für den Zu- und Ablauf des Fluids in die und aus den Sammelräumen sind an den Enden der Holme 4 Anschlüsse 10 angeordnet. Anstelle einer Kühlflüssigkeit als Fluid kann zum Wärmen desselben aber auch eine Wärmefluid, also ein erwärmtes Fluid, eingesetzt sein.

In der bei derartigen Wärmetauschern üblichen Weise und wie in dem ge nannten Dokument DE 10 2010 046 91 3 A1 aufgezeigt, sind zwischen den Holmen 4 übereinanderliegende Reihen von Mediumleitkanälen 12 (s.

Fig. 4 und 5), die in Fig. 1 des genannten Dokuments mit 5 bezeichnet sind, vorgesehen. Zwischen den Mediumleitkanälen 12 befinden sich je weils Fluidkanäle 14, die jeweils in Fluidverbindung mit den Sammelräu men in den Holmen 4 stehen. Die Fluidkanäle 14 sind von den Luftkanälen 12 jeweils durch ebene Plattenl 6 (in Fig. 1 des genannten Dokuments mit 1 bezeichnet) voneinander getrennt. In der bei derartigen Wärmetauschern ebenfalls üblichen Weise sind zur Vergrößerung der Wärmeübertragungs fläche in den Mediumleitkanälen 12 Lamellen (im genannten Dokument mit 1 9 bezeichnet) in bevorzugt zick-zack-förmiger Anordnung vorgesehen, die in der vorliegenden Zeichnung der Fig. 4 und 5 weggelassen sind. Bei den vorliegend gezeigten Ausführungsbeispielen sind beispielsweise 37 Leitkanäle 12, die in Fig. 1 nur teilweise beziffert sind, vorgesehen, die bei auf den unteren Leisten 6 aufgeständertem Wärmetauscher in horizontalen Ebenen zwischen den Holmen 4 verlaufen.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist am Medium- oder Lufteintritt 18 jedes Me diumleitkanals 12 ein Abweiser angeordnet, die ein vom ankommenden Mediumstrom umströmtes Strömungsprofilteil bilden, das bei den Ausfüh rungsbeispielen mit 20 bezeichnet und in Fig. 1 und 2 nur teilweise bezif fert ist. Wie die Fig. 3 zeigt, in der ein einzelnes Strömungsprofilteil 20 dar gestellt ist, sind die Strömungsprofilteile 20 durch jeweils eine Profilleiste gebildet, die sich einstückig zwischen den Holmen 4 erstrecken. Das Profil der Strömungsprofilteile 20 weist ein Fuß- oder Einsteckteil 22 und ein sich daran anschließendes Kopf- oder Leitteil 24 auf. Das Einsteckteil 22 hat die Form eines flachen Bandes mit ebenen, parallelen Seitenflächen, mit denen es passend in die Enden der Fluidkanäle 14 eingesteckt ist und deren fluid dichten Endverschluss bildet. Am Übergang des Einsteckteils 22 zum Leit teil 24 ist das Strömungsprofilteil 20 durch eine Stufe 28 erweitert, s. Fig. 3, die im eingesetzten Zustand, s. Fig. 4, die Endränder 34 am Medien- oder Lufteintritt 18 der Platten 6 nach außen hin bündig übergreift, s. Fig. 4 und 5. Mit seinen von den beiden gegenüberliegenden Stufen 28 ausgehenden Seitenflächen bildet das Leitteil 24 je eine Leitfläche 30 und 32, die, mit Seitenneigung und ebenflächig aufeinander zulaufend, sich in einer Spitze 35 vereinigen. Die Strömungsprofilteile 20 bilden so Reihen von spitz zu laufenden Rippen, deren Querschnitt einem spitzwinkligem Dreieck ent spricht und die aus der Ebene der Anströmfläche an der Stirnseite 2 des Wärmetauschers nach vorn vorspringen, die durch die Ebene der Medien oder Lufteintritte 18 definiert ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, in der Verschmut zungspartikel symbolisch angedeutet und mit 36 bezeichnet sind, lenken die Leitflächen 30 und 32 die im Mediumstrom mitgeführten Partikel 36 aus der Strömungsrichtung in Richtung auf die Mediumeintritte 18 ab, begünsti gen dadurch den Partikelabtransport durch die Leitkanäle 12 und verringern dadurch gleichzeitig die Gefahr des Anlagerns am Eintritt 18.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit gegenüber dem ersten Beispiel veränderter Profilform des Leitteils 24 der Strömungsprofilteile 20. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel bildet das Fuß- und Einsteckteil 22 den endseitigen Verschluss der Fluidkanäle 14, wobei, wie beim vorigen Bei spiel, die die Profilbreite erweiternden Stufen 28 die Endränder 34 der Plat ten 1 6 übergreifen. Die aus der Ebene der Stirnseite 2 mit den Eintritten 18 wiederum nach vorne vorstehenden Leitteile 24 weisen ebenfalls, wie beim ersten Beispiel, die aufeinander zulaufenden seitlichen Leitflächen 30 und 32 auf. Diese besitzen jedoch einen gestuften Verlauf, wobei sie, anstatt in der Spitze 35, in einer schmalen Endfläche 38 enden. Beim in Fig. 5 gezeig ten Beispiel sind die Leitflächen 30 und 32 zweifach mit gleicher Stufen höhe gestuft, wobei die Breite der Endfläche 38 etwa 1 der Profilbreite des Leitteils 24 entspricht.

Sowie die Mediumleitkanäle 12 für eine verbesserte Strömungsführung und Wärmetausch über zick-zack-förmige oder mäandernde Lamellen verfügen, können auch in den Fluidkanälen 14 zur Strömungsleitung des Fluids in An- strömrichtung gesehen vergleichbar aufgebaute Strömungsführungen vor handen sein. Ferner besteht die Möglichkeit die freie Stirnseite der Abwei sereinrichtung 20 im Querschnitt gesehen als Kalotte auszubilden. Beson ders bevorzugt kann vorgesehen sein die freie Stirnseite des Fluidkanals 14 mit einer Adapteraufnahme zu verschließen, die es ermöglicht verschiedene Arten von Profilen am Wärmetauscher 1 tauschbar einzusetzen, wobei auch die Möglichkeit besteht verschieden ausgestaltete Profilquerschnitte je nach Anforderungsprofil über den Adapter (nicht dargestellt) einzuwechseln.

Wie die Fig. 4 und 5 des Weiteren zeigen, bilden die fiktiven Verlängerun- gen 42 der inneren, einander zugewandten Begrenzungswände 44 eines Mediumleitkanals 12 zusammen mit dem zugeordneten Mediumeintritt 18 über die Breite des Wärmetauschers einen weitgehend rechteckförmigen Anströmraum aus, der von den Strömungsprofilteilen 20 freigelassen ist. Ins besondere erstrecken sich die Strömunsprofilteile 20 mit keinem ihrer Leit- flächen in den insoweit definierten Strömungsraum hinein, so dass die freie Eintrittströmung in den jeweiligen Mediumleitkanal 12 nicht beeinträchtigt ist.